Uma pequena esfera condutora, leve e sem carga elétrica, está pendurada por um fio isolante. Quando dela se aproxima uma carga positiva, a pequena esfera será atraída ou repelida? Justifique.
18) Um bastão de vidro positivamente carregado atrai um objeto suspenso. Podemos concluir que o objeto está necessariamente carregado negativamente? Justifique.
18) Um bastão de vidro positivamente carregado atrai um objeto suspenso. Podemos concluir que o objeto está necessariamente carregado negativamente? Justifique.
Passo 1
O enunciado traz dois cenários de eletrostática:
- Uma pequena esfera condutora, neutra, pendurada por fio isolante, aproxima-se de uma carga positiva e pergunta se haverá atração ou repulsão.
- Um bastão de vidro carregado positivamente atrai um objeto suspenso e pergunta se isso implica que o objeto seja necessariamente carregado negativamente.
O conteúdo que vamos usar envolve indução eletrostática em condutores e polarização em condutores e isolantes.
Passo 2
No caso da esfera condutora neutra aproximada por uma carga positiva, os elétrons livres na esfera se deslocam na direção da carga externa, ou seja, o lado mais próximo da carga positiva fica carregado negativamente e o lado oposto fica positivo por falta de elétrons. Como a carga negativa induzida está mais perto da carga positiva externa do que a carga positiva induzida, a força de atração entre a carga positiva externa e as cargas negativas induzidas domina a repulsão entre positivas. Logo, ocorre força resultante de atração.
Passo 3
Quando um bastão de vidro positivamente carregado atrai um objeto suspenso, esse objeto pode ser:
- Carregado negativamente – atração por cargas opostas.
- Neutro, mas polarizável – em condutores por indução, em isolantes por deslocamento de nuvem eletrônica, formando regiões com excesso de carga negativa próximas ao bastão.
Em ambos os casos há atração. Portanto não podemos concluir que o objeto seja necessariamente carregado negativamente; ele pode estar neutro e apenas ter sofrido polarização.
Resposta
(a) A esfera neutra é atraída.
(b) Não; o objeto pode estar neutro e simplesmente polarizado, não precisando ser carregado negativamente.
(b) Não; o objeto pode estar neutro e simplesmente polarizado, não precisando ser carregado negativamente.